Potenciálelektrický nebo Napětíelektrický je množství energie potřeba přesunout a elektrický náboj unitární mezi dvěma odlišnými body oblasti s a elektrické pole. Ó potenciálelektrický je to fyzikální veličina lézt měřit v voltů (V), což je ekvivalentní joulyzacoulomb (J/C) v jednotkách SI.
Přečtěte si také: Elektrostatika - co to je, řešené vzorce a cvičení
Vlastnosti elektrického potenciálu
Ó potenciálelektrický je množství elektrická potenciální energie, v joulech, na jednotku náboje, v coulomb. Rozumějte: tvrzení, že zásuvka poskytuje 110V elektrického potenciálu je ekvivalentní tvrzení, že dává 110 J energie na každý coulomb elektrického náboje procházejícího jeho svorkami.
Elektrický potenciál v místě náboje co je je přímoúměrný do modulu elektrické zátěže co který ho produkuje, a nepřímo úměrný vzdálenosti d:
Jak můžete vidět na obrázku, všechny skvrnystejně vzdálený (červené čáry) k generujícímu zatížení (Q) jsou v stejnýpotenciál
elektrický a proto se jim říká ekvipotenciály. THE vzorec pro výpočet elektrického potenciálu se používá toto:
U – elektrický potenciál (V)
Q - elektrický náboj (C)
k0 – elektrostatická vakuová konstanta (9.0.109 N.m²/C²)
d - vzdálenost (m)
Elektrický potenciál může přiznat signály algebraický, pozitivní a záporný,příbuznýpřímo jako nabíjet znamení který generuje potenciál a se vzdáleností d až do toho poplatku. To znamená, že v blízkosti elektricky nabitého tělesa existuje nekonečně mnoho hodnot elektrického potenciálu, určených vzdáleností k tomuto náboji. Tímto způsobem bude elektrický potenciál náboje přesně roven 0 pouze tehdy, když je vzdálenost mezi bodem, kde chcete změřit nulový potenciál, a nábojem nekonečně velká.
Přečtěte si také: Elektrický proud: vzorce a řešená cvičení
Existuje další způsob, jak definovat elektrický potenciál jeho vztahem k elektrické potenciální energii, takto:
AChodidlotam – elektrická potenciální energie (J)
Definice elektrického potenciálu
Zvažte, že a nabítelektrickýpřesnýco je v bodě THE rovnoměrného elektrického pole A, jak je znázorněno na obrázku, a poté je posunuto k bodu B.
Pojďme vypočítat energie potřebný k tomu, aby byl poplatek přemístěnomezivyskvrnyA a B, oddělené vzdáleností d. K tomu použijeme definici Práce:
Pamatujte si, že elektrická síla vytvořené elektrickým polem a působící na náboj q se rovná součinu náboje q s elektrickým polem E:
Spojením předchozích vzorců máme jiný výraz pro práci vykonávanou elektrickou silou:
Dále si musíme připomenout, jaký je vztah mezi elektrickým polem. A a elektrický potenciál U. Tím pádem:
Nakonec najdeme výraz použitý k výpočtu elektrického potenciálu z hlediska práce vykonané k přesunu elektrického náboje mezi body A a B, jak nyní ukazujeme:
Protože práce vykonaná pro přesun elektrického náboje mezi body A a B je ekvivalentní množství elektrické energie, kterou zátěž „získala“ nebo „ztratila“, lze chápat elektrický potenciál jako poměr energie k nabití, jak bylo vysvětleno.
Přečtěte si také: Kalorimetrie - vědní obor, který studuje výměnu tepla a její jevy
Cvičení o elektrickém potenciálu
Otázka 1) Mezi dvěma nabitými kovovými deskami, vzdálenými od sebe 10 cm, je elektrické pole 500 V/m. Určete rozdíl elektrického potenciálu mezi nimi.
a) 10V
b) 100V
c) 50V
d) 500V
e) 5000 V
Zpětná vazba: Dopis C
Řešení:
Po převodu vzdálenosti mezi deskami, převedení na metry (10 cm = 0,1 m), použijeme vzorec, který spojuje elektrické pole s rozdílem potenciálů, pozor:
Uvedeným výpočtem jsme zjistili, že potenciálový rozdíl mezi deskami je 50 V, takže správnou alternativou je písmeno c.
Otázka 2) Projděte si tvrzení týkající se elektrického potenciálu:
I – Elektrický potenciál je skalární veličina.
II – Jednotkou měření elektrického potenciálu je ampér (A).
III – Elektrický potenciál v určitém bodě prostoru je nepřímo úměrný druhé mocnině vzdálenosti k elektrickému náboji.
IV – Jednotkou měření elektrického potenciálu je podle SI volt (V).
Je (jsou) pravdivé:
a) I a II
b) I a IV
c) II a III
d) I, II a III
e) II, III a IV
Zpětná vazba: Písmeno B
Řešení:
Výroky II a III jsou nepravdivé, protože jednotkou měření je volt a elektrický potenciál je nepřímo úměrný vzdálenosti k zátěži. Výroky I a IV jsou tedy správné.
otázka 3) Elektricky nabitá částice s nábojem 2 mC (2.0.10-3 C), podstoupí práci 5,0 J při přepravě mezi dvěma body elektrického obvodu. Určete potenciální rozdíl mezi těmito body.
a) 3.0.106 PROTI
b) 4,5.102 PROTI
c) 0.5.103 PROTI
d) 2.5.10-3 PROTI
e) 10.10-4 PROTI
Zpětná vazba: Písmeno D
Řešení:
K vyřešení cvičení stačí použít vzorec, který souvisí s elektrickým potenciálem a prací, pozorujte:
Podle získaného výsledku je správnou odpovědí písmeno d.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-v.htm